[發明專利]一種機器人遠程示教操控裝置

在審

• 申請號: 202010694771.0
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111823259A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 張代林;王聰穎;張志建
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J19/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種機器人遠程示教操控裝置，屬于機器人智能控制技術領域，該裝置包括：機械臂、旋轉頭、六維力傳感機構和旋轉機構；所述機械臂包括第一機械臂和第二機械臂，所述第一機械臂的上部連接于所述第二機械臂的一端，所述第一機械臂的下部固定設置于所述旋轉機構，所述旋轉機構具有Z軸旋轉自由度；所述六維力傳感機構設置于所述旋轉頭的下端，并通過所述旋轉頭旋轉連接于所述第二機械臂；所述六維力傳感機構用于將感測到的牽引力轉換為位姿信息并發送至遠程機器人。本發明通過將六維力傳感器設置在六維機械臂的末端，能夠在示教操作中與遠程機器人保持相同的姿態，實現了對遠程機器人的精準操控。

技術領域

本發明屬于機器人智能控制技術領域，更具體地，涉及一種機器人遠程示教操控裝置。

背景技術

機器人以其定位重復進度高、可編程、易操作等優點，已在工業設備制造、航空航天、醫療衛生等領域得到廣泛應用。由于目前用于機器人控制的力傳感器中六維力傳感器的應用較為廣泛，六維力傳感器的示教操控也成為當前廣泛關注的熱點。

六維力傳感器主要用于感知笛卡爾坐標系中三個維度的力(Fx、Fy、Fz)以及力矩(Mx、My、Mz)，六維力/力矩傳感器(以下簡稱六維力傳感器)主要應用于以下幾個領域，智能機器人領域、航空航天和軍事領域、生物醫學工程領域、以及其他工業領域。其中，面向人機協作的機器人牽引式示教因為其互動友好的特點對未來的機器人示教技術具有革命性發展意義。

現如今的機器人示教器主要為手持式示教，主要是直接將六維力傳感器固定在六自由度運動平臺上，手持六維力傳感器運動，由六自由度運動平臺得到六維力傳感器的位姿信號并發送給遠程機器人進行控制，由于六自由度平臺與遠程機器人的結構和運動形態沒有關系，操作者實際上并不能肯定自己每個動作的反饋情況，可預期性不高，人機交互體驗差，操作控制精準性不高。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種機器人遠程示教操控裝置，其目的在于，采用機械臂平臺+六維力傳感器的示教方案，直接利用機械臂平臺作為操控器械來反映六維力傳感器的操作對遠程機器人的位姿影響，從而達到所見即所得的示教體驗，實現對遠程機器人的精確的多維操作，人機交互體驗好，由此解決示教器對機器人的控制過程中無法多維操作從而導致操控精確度低的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種機器人遠程示教操控裝置，該裝置包括：機械臂、旋轉頭、六維力傳感機構和旋轉機構；

所述機械臂包括第一機械臂和第二機械臂，所述第一機械臂的上部連接于所述第二機械臂的一端，所述第一機械臂的下部固定設置于所述旋轉機構，通過所述旋轉機構具有Z軸旋轉自由度；

所述六維力傳感機構設置于所述旋轉頭的下端，并通過所述旋轉頭旋轉連接于所述第二機械臂；所述六維力傳感機構用于將感測到的牽引力轉換為位姿信息并發送至遠程機器人。

優選地，所述六維力傳感機構包括六維力傳感器和牽引力采集控制機構；所述六維力傳感器的信號輸出端連接于所述牽引力采集控制機構的信號輸入端，所述六維力傳感器用于感測受到的牽引力并將牽引力信息傳輸至所述牽引力采集控制機構；所述牽引力采集控制機構固定設置于所述旋轉頭，所述牽引力采集控制機構的信號輸出端連接于遠程機器人的信號輸入端，所述牽引力采集機構用于將所述牽引力信息轉換為位姿信息并發送至遠程機器人，以使遠程機器人的姿態與所述操控裝置的姿態保持一致。

優選地，所述牽引力采集控制機構的一側設有顯示屏，所述顯示屏用于顯示所述六維力傳感器所感測到的牽引力信息。

優選地，所述旋轉機構包括底座、旋轉底座和旋轉軸承；所述底座的一面設有所述第一機械臂，其另一面固定設有所述旋轉軸承；所述旋轉軸承設置于所述旋轉底座內；所述旋轉底座固定安裝于地面或桌面以使操控裝置保持穩定。